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　　昨日，東高地青少年科技館，學生正在分組體驗拆裝1:1衛星模型，老師在一旁指導。新京報記者 王嘉寧 攝

　　昨日，北京市東高地青少年科技館，學生在練習拆裝1:1衛星模型。新京報記者 王嘉寧 攝

　　造(zao)衛星(xing)或許不如你想象的那(nei)么遙不可及(ji)。今年，由(you)北京31名中(zhong)學生參與研制(zhi)的人造(zao)衛星(xing)——“豐臺少年二號(hao)”將升上高空。記者從北京市(shi)豐臺區(qu)了解到，這是該區(qu)依托(tuo)其航天(tian)資源優(you)勢，開展的特色(se)航天(tian)科普(pu)教育之一。目前，衛星(xing)已經設計完畢，樣機將進入到真空環境測試等環節。

　　體積為(wei)6立方分米，金色(se)(se)的(de)(de)長方體外殼，焊接(jie)著幾(ji)十(shi)塊深(shen)藍色(se)(se)的(de)(de)太陽能電池(chi)板(ban)，探出一個黑色(se)(se)的(de)(de)攝像頭，兩根(gen)天線則像觸角一樣可以變(bian)換方向……昨日，豐臺(tai)(tai)區開展“中國航天日”主題(ti)活(huo)動，現場，幾(ji)位來(lai)自豐臺(tai)(tai)十(shi)二中的(de)(de)中學生(sheng)掀(xian)起“蓋頭”，揭開了(le)“豐臺(tai)(tai)少(shao)年(nian)二號暨少(shao)年(nian)夢想二號”衛(wei)星模型的(de)(de)面紗。

　　2016年，“豐臺(tai)(tai)少(shao)年二號(hao)(hao)”的“前輩”——“豐臺(tai)(tai)少(shao)年一號(hao)(hao)暨少(shao)年夢想一號(hao)(hao)”在(zai)酒泉衛星發射(she)(she)基地搭載(zai)長征十一號(hao)(hao)運載(zai)火箭發射(she)(she)升空，這也是(shi)我國第(di)一顆由中學生參與研(yan)制的科普(pu)衛星。與一號(hao)(hao)相比，二號(hao)(hao)衛星體積更(geng)大，功能也有所增加。

　　豐(feng)臺區教委(wei)相(xiang)關負(fu)責人(ren)介紹，該課題(ti)于(yu)2017年(nian)4月(yue)啟動，來自豐(feng)臺、海(hai)淀(dian)、東城的(de)31名中學(xue)生(sheng)參與研制，目(mu)前(qian)已完成了理論學(xue)習、衛星設(she)計(ji)等環(huan)節的(de)內(nei)容。昨日展(zhan)示的(de)是(shi)根據前(qian)期方案制作(zuo)的(de)樣機(ji)，之后(hou)(hou)將(jiang)對其進(jin)行模擬(ni)高空(kong)環(huan)境的(de)一(yi)系列測試，檢驗其工作(zuo)效果(guo)，然后(hou)(hou)組裝(zhuang)真正(zheng)用于(yu)發射(she)的(de)衛星。今年(nian)下半(ban)年(nian)，該衛星將(jiang)擇機(ji)發射(she)。

　　制作 專家指導下學生全程參與設計

　　一顆人造衛(wei)星，由設計到組裝(zhuang)，都要(yao)經過一系(xi)列(lie)復雜環節(jie)，這(zhe)(zhe)些環節(jie)全由學生“一手包(bao)辦”嗎？“豐臺少年二號”課題(ti)的總設計者龔萬驄(cong)介(jie)紹，人造衛(wei)星的制(zhi)作過程學生會(hui)全程參與(yu)，前期也對(dui)這(zhe)(zhe)些年齡不一的孩子進行了(le)一系(xi)列(lie)理論培訓，但是在超出其專業知識(shi)和動手能力的范(fan)疇，會(hui)有專業老師進行指(zhi)導。

　　據透露，從衛(wei)(wei)(wei)星(xing)功能(neng)的設想開始，學(xue)生(sheng)們(men)的想法就(jiu)貫穿(chuan)其(qi)中，相比“豐臺少年一號(hao)(hao)”，學(xue)生(sheng)們(men)更(geng)希望衛(wei)(wei)(wei)星(xing)具(ju)備更(geng)加實際的功能(neng)，比如可以讓他們(men)直觀(guan)地看到(dao)外層空間的影像(xiang)，因此，“豐臺少年二號(hao)(hao)”新增了遙感功能(neng)。后期(qi)的設計方案也由他們(men)來(lai)選擇。模(mo)型材料出來(lai)后，學(xue)生(sheng)們(men)要進行焊(han)接、組裝(zhuang)，并對其(qi)進行真空環境等一系(xi)列測試。將來(lai)，人造衛(wei)(wei)(wei)星(xing)發射(she)后，他們(men)也將對衛(wei)(wei)(wei)星(xing)進行追蹤、通(tong)過衛(wei)(wei)(wei)星(xing)開展通(tong)信。

　　不過，從構想階段(duan)走向工(gong)程階段(duan)，如電路設計、自適應系統、總體把關等方面，需要系統專(zhuan)業(ye)的(de)(de)(de)知識(shi)，遠(yuan)超出學生(sheng)現有(you)的(de)(de)(de)水平(ping)，這(zhe)就需要專(zhuan)家進行指導。樣(yang)(yang)機(ji)(ji)通過測試后，要進行真機(ji)(ji)的(de)(de)(de)焊接(jie)與組裝，屆時將使用(yong)的(de)(de)(de)航天材料的(de)(de)(de)價格是(shi)現有(you)材料的(de)(de)(de)千倍，極為(wei)昂(ang)貴，此外其尺寸(cun)、安(an)裝方式也會(hui)有(you)所不同，需要非常精密(mi)的(de)(de)(de)操作手(shou)法才能正(zheng)確(que)組裝焊接(jie)，因(yin)此也會(hui)由專(zhuan)業(ye)人士親(qin)自上手(shou)。不過，樣(yang)(yang)機(ji)(ji)與真機(ji)(ji)具有(you)同樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)設計與功能，學生(sheng)們(men)會(hui)在樣(yang)(yang)機(ji)(ji)上完(wan)成所有(you)操作。

　　功能 “豐臺少年二號”屬科普小衛星

　　人(ren)造衛星(xing)(xing)數(shu)量多、用(yong)途廣(guang)，往(wang)往(wang)承載著現(xian)(xian)實(shi)使命。龔萬驄介紹，通(tong)(tong)信、導航、遙(yao)感(gan)、科(ke)學實(shi)驗是(shi)人(ren)造衛星(xing)(xing)最常見的(de)(de)作用(yong)，氣象(xiang)預報、廣(guang)播電(dian)視就(jiu)離不(bu)開遙(yao)感(gan)衛星(xing)(xing)與通(tong)(tong)信衛星(xing)(xing)。“豐臺少年(nian)二(er)(er)號(hao)”可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)(xian)通(tong)(tong)信與遙(yao)感(gan)功能(neng)，升(sheng)空之后，學生(sheng)們可(ke)以(yi)在特定時間中向它發射或通(tong)(tong)過它接受(shou)信號(hao)，也可(ke)以(yi)通(tong)(tong)過攝(she)(she)像頭拍(pai)攝(she)(she)照片，不(bu)過，“豐臺少年(nian)二(er)(er)號(hao)”仍然有別于(yu)普(pu)通(tong)(tong)的(de)(de)人(ren)造衛星(xing)(xing)，屬于(yu)科(ke)普(pu)小衛星(xing)(xing)，主要達到科(ke)普(pu)目的(de)(de)。

　　“對功能的(de)(de)要求(qiu)相對次要。”他坦承，“豐臺少(shao)年二號”是按(an)照立方體(ti)衛(wei)(wei)星的(de)(de)標準來設計(ji)和制(zhi)造，以爭取(qu)更(geng)好(hao)的(de)(de)性(xing)價比，和耗(hao)資上(shang)億美元(yuan)的(de)(de)通信衛(wei)(wei)星、探索宇(yu)宙的(de)(de)哈勃(bo)衛(wei)(wei)星等存在區別(bie)。

　　成本 小衛星“身價”目前已超600萬

　　眾(zhong)所周知，航(hang)空(kong)航(hang)天材(cai)料價格高(gao)昂(ang)，一顆能夠承(cheng)受(shou)住太空(kong)環(huan)境的(de)人造衛(wei)星，成本究竟有多高(gao)？

　　據了(le)解，目前，豐臺(tai)區已(yi)為“豐臺(tai)少年二號(hao)”項目專(zhuan)款投入240萬。為了(le)更(geng)好地(di)發揮其通(tong)信效果，豐臺(tai)區還特意新(xin)建了(le)4個地(di)面站，耗資400萬，也就(jiu)是說，目前這顆小衛(wei)星已(yi)經“身價”超過(guo)600萬。

　　如果按照正常的(de)“市(shi)價”，成(cheng)本還遠不止如此。龔萬(wan)驄介紹，為了模擬(ni)真空(kong)環境，衛(wei)星要經過(guo)一(yi)系(xi)列測試，比(bi)如熱真空(kong)實驗(yan)中(zhong)，衛(wei)星會被放入一(yi)個巨大(da)的(de)罐(guan)子中(zhong)，抽成(cheng)真空(kong)、注入液體氮氣、加熱，這個測試會耗資幾十萬(wan)。同類大(da)小(xiao)的(de)商(shang)業衛(wei)星要飛入空(kong)中(zhong)，需要搭載火箭(jian)，一(yi)公斤(jin)耗資為3萬(wan)-5萬(wan)美元(yuan)，“豐臺少年二號(hao)”重約(yue)8公斤(jin)，這樣換算下(xia)來就是24萬(wan)-40萬(wan)美元(yuan)。不過(guo)，由于豐臺區擁有豐富(fu)的(de)航(hang)天資源，后期(qi)測試與(yu)發(fa)射(she)的(de)成(cheng)本將大(da)大(da)降(jiang)低。

　　花幾百萬元(yuan)讓中學生發(fa)射一顆不具備太(tai)多實(shi)用價值的(de)衛星是否值得？龔萬驄坦承，制作衛星從(cong)時間、知識、經濟成本(ben)來看，都有(you)很高的(de)門檻，不是所有(you)的(de)中學生都能全程參與其中。不過，他(ta)認為，這個(ge)項目的(de)意義在于可(ke)以輻射知識+實(shi)踐(jian)的(de)理念，其他(ta)學校(xiao)可(ke)以結(jie)合實(shi)際情(qing)況，從(cong)一部分環節來進行科普教育。

　　“比如衛(wei)(wei)星通信的(de)應(ying)用，學校可(ke)以(yi)花一百來(lai)塊買天線、幾百塊買一個對講機(ji)，小(xiao)學生、初(chu)中(zhong)生就能通過這些設(she)備(bei)，接收到幾百公里(li)外(wai)太空的(de)真實(shi)信號，天線的(de)位置、不同的(de)時間都會讓衛(wei)(wei)星信號強(qiang)度發生變化，這是非常有吸引力的(de)。”他(ta)說，在大城市(shi)中(zhong)，也有不少教(jiao)育(yu)群體有條件(jian)來(lai)制(zhi)造衛(wei)(wei)星，上海、浙(zhe)江等(deng)省(sheng)份已經(jing)表現出興趣，希(xi)望(wang)借鑒“豐臺少年二號”的(de)模式開(kai)展科普教(jiao)育(yu)。（記者戴軒）

　　揭秘

　　人造衛星是如何“誕生”的？

　　“高大上”的人(ren)造(zao)衛星，究竟(jing)是(shi)怎么造(zao)出(chu)來(lai)的？龔萬驄是(shi)無線電專(zhuan)業背景出(chu)身，曾在中科院空間中心工作(zuo)，也是(shi)“豐臺少年(nian)二號”課題的總設計者，以“豐臺少年(nian)二號”為例，他向新京(jing)報記者揭秘了人(ren)造(zao)衛星誕生的全過程。

　　制造(zao)人造(zao)衛(wei)星(xing)，首先從(cong)(cong)功能入(ru)手，厘清它要(yao)完成的(de)(de)(de)任務，然后(hou)再從(cong)(cong)工程(cheng)角(jiao)度對其(qi)進行設計(ji)。人造(zao)衛(wei)星(xing)的(de)(de)(de)外形結構(gou)（稱(cheng)作“星(xing)體(ti)”）是(shi)需要(yao)首先設計(ji)的(de)(de)(de)部分；之后(hou)，為了讓(rang)衛(wei)星(xing)能夠在遠離地(di)球的(de)(de)(de)地(di)方運作，需要(yao)確定其(qi)能源(yuan)體(ti)系，設計(ji)供電系統，大部分人造(zao)衛(wei)星(xing)都會通過太(tai)陽(yang)能電池板(ban)給蓄電池充電的(de)(de)(de)方式滿足其(qi)能源(yuan)需求，要(yao)焊接多少(shao)電池板(ban)，需要(yao)分析衛(wei)星(xing)的(de)(de)(de)工作狀況(kuang)。

　　由于太空(kong)中與(yu)地(di)(di)球表面(mian)的(de)(de)環境不同，導(dao)熱方式(shi)也有(you)所變化，相比地(di)(di)面(mian)的(de)(de)空(kong)氣對流，外(wai)層空(kong)間的(de)(de)導(dao)熱主要(yao)(yao)通(tong)過輻射與(yu)傳導(dao)，而衛星(xing)上(shang)的(de)(de)設(she)備(bei)都有(you)其(qi)正常(chang)運行(xing)的(de)(de)溫度區間，因此還要(yao)(yao)考慮(lv)其(qi)溫控(kong)系統。此外(wai)，衛星(xing)升(sheng)空(kong)后還需要(yao)(yao)和地(di)(di)面(mian)保持聯系、履(lv)行(xing)指令，無(wu)線(xian)電要(yao)(yao)測遙控(kong)系統也需要(yao)(yao)另(ling)行(xing)設(she)計。

　　最(zui)后(hou)，根(gen)據(ju)衛星所要實(shi)現的不同(tong)功能，要搭載相(xiang)應(ying)的功能設備，如攝(she)像頭、轉發器等，這(zhe)些被稱作“有效(xiao)載荷”。具備了這(zhe)些，一(yi)顆完(wan)整的衛星就形成了。之后(hou)，用航(hang)天材料將其組裝起來，通過一(yi)系列測(ce)試檢(jian)驗其工作狀態，一(yi)切就緒后(hou)，人造衛星就會“坐上(shang)”火箭(jian)，被送(song)往外層空間。

【糾錯】

責任編輯： 郝多